建筑力学中应用叠加法绘制弯矩图的新探讨.pdf
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1、SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯建 筑 与 土 木 2023 NO.16 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯建筑力学中应用叠加法绘制弯矩图的新探讨程晶晶(兰州现代职业学院城市建设学院 甘肃兰州 730030)摘要:建筑设计流体力学是指人们通过对自然界现象的观察,以及在劳动中的经验总结。建筑设计流体力学在由建筑物结构所形成的客观世界中,起到了最基本的认识功能。在工程流体力学中,利用叠加法在绘制最大弯矩图中具有很大的意义。通常的绘制最大弯矩图的办法主要有方程法、规则法和叠加法,其中利用叠加法是一个比较实用、便捷的办法,在工程流体
2、力学计算中也被普遍应用。该文重点探讨了运用叠加法怎样描绘杆系构件的最大弯矩图形,为建筑力学实验教学中提出了有益的借鉴。关键词:建筑力学 叠加法 矩图 探讨中图分类号:G64文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)16-0150-04New Discussion of Using the Superposition Method to Draw Bending Moment Diagrams in Architectural MechanicsCHENG Jingjing(School of Urban Construction,Lanzhou Modern Vocational
3、 College,Lanzhou,Gansu Province,730030 China)Abstract:Architectural design fluid mechanics refers to the summary of peoples experience in labor through the observation of natural phenomena.Architectural design fluid mechanics plays the most basic cognitive function in the objective world formed by t
4、he structure of buildings.In engineering fluid mechanics,the use of the superposition method is of great significance in drawing the maximum bending moment diagram.The common methods for drawing the maximum bending moment diagram mainly include the equation method,rule method and superposition metho
5、d,among which the superposition method is a more practical and convenient method,and it is also widely used in the calculation of engineering fluid mechanics.This paper mainly discusses how to use the superposition method to describe the maximum bending moment figure of the member system,which provi
6、des a useful reference for the experimental teaching of engineering mechanics.Key Words:Architectural mechanics;Superposition method;Bending moment diagram;Discussion力学的概念起源于古人对自然现象的观察、在自然界生产活动过程中总结的经验。1617世纪,力学开始发展成为一门相对独立、系统的自然科学门类。建筑力学是建筑行业的基础课程,它旨在帮助学生们更好地理解建筑结构的客观特征,并掌握结构构件的受力特性,从而为建筑设计和施工提供坚实的
7、基础。通过应用叠加原理,我们可以使用一种全面的、多维度的分析和综合方法。通过叠加原理,当结构构件处于弹性范围内,受到多种荷载的共同影响,其反应将会以线性方式发展,也就是说,每种荷载的影响都会相当于它们单独施加的力的总和。在分析问题和解决问题上,是把复杂的研究问题,分解为若干个简单问题,在分析的基础上分别解决各个简单问题,然后将各个简单问题统一到复杂的研究问题上来,使复杂问题得到解决。叠加法是一种将建筑物的力学和结构紧密联系起来的方法。1 相关概念概述弯矩图描绘了杆件在不同截面上的弯曲变形情DOI:10.16661/ki.1672-3791.2301-5042-9673作者简介:程晶晶(1985
8、),女,本科,讲师,研究方向为建筑力学、材料力学。150SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯 2023 NO.16 建 筑 与 土 木科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION况。曲线可以被广泛理解,从简单的直线到复杂的曲线,甚至可以被称为普遍的曲线。弯矩图可以用来描述结构物的弯曲力,它们通常出现在受力部位,不需要标注正负值。1.1 弯矩图的特征绘制弯矩图时,有两个关键步骤:首先,要准确描绘出曲线的形状,即确定弯矩图的特征;其次,要确定曲线的位置,即在已知曲线的形状和大小的基础上,确定平面曲线的位置,这就要求先确定曲线上任意两点的位置,
9、这两点的位置就是指某两个截面处的弯矩值1。可见,弯矩曲线的绘制过程主要是进行如下两个步骤:(1)确定图形特征和特征值;(2)可以得出某两个截面上的弯矩值。1.2 绘制方式首先,根据单跨梁的特性和规律,绘制出附属部分的弯矩图,然后再将其延伸至基本部分,以获得更准确的结果。由于多跨静定梁的结构特性,其连接处的集中力仅限于支撑其主体结构的一端,而不会影响其他支撑结构的稳定性。可以说,这种情况不会给其他部件带来任何负面影响。这个集中精力主要来自于基础组成部分。通过应用叠加原理,可以更加轻松地绘制出静定结构的弯矩图,从而更好地满足实际需求。当遇到三铰刚架时,可以将其中的某一部分替换为虚拟的单跨梁,以此来
10、模拟真实结构的受力特性和变形特性,从而可以迅速绘制出结构的弯矩图,以便更好地理解结构的力学性能。2 叠加法适用条件前文中提到的叠加原则,它仅在规定变形材料必须均匀分布连续和各向同性分布时才会出现。而叠加方法的最大弯矩图相等曲线,正是依据叠加原则。它认为当多个荷载同时作用于同一构件上时,所构造的最大弯曲矩图就相当于各构件在同一个荷载的下弯,矩图的大小重叠。这里的叠加法并没有将单一工况下的所有等力矩曲线拼凑起来,而只是对在相应横向直径位置上的所有弯矩值加以代数求和。对于任何直线杆,无论其内能是静态的还是超静态的,是等线的棒还是对线的棒,无论是杆段中相邻段的连接或指向连接,还是多个环节,都适用弯矩叠
11、加法2。2.1 叠加法在静定结构弯矩图中的运用在构造流体力学中,静定结构一般有静定多跨柱和静定平面刚架等,但往往出现了把空间结构简单化为由很多个简支柱和悬臂柱所构成,那么柱子上的相互作用有一个简单的情况,即不同的均布荷载和集中力的相互作用。根据材料力学中的方法,首先要计算出所有的支座反作用力,然后利用支座反作用力与柱子上总荷载力的关系,制作柱子的最大剪力图,最后根据剪力图的总面积制作最大弯矩图3。而利用叠加法,就能够少求支反或不求支反便能够做出大弯矩图,首先确定了梁上的几个限制截面位置,这个限制截面位置一般是在结点处、集中力或力偶相互作用处,分布在负荷的起点末端处的散射截面;其次再根据这个限制
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